數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)-文庫吧資料
2025-01-04 16:21本頁面
【正文】 ??59 脈沖調(diào)相器是將脈沖數(shù)量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)相位的裝置。）。的相位移，因此需要將一個(gè)節(jié)距分成 2023等份，即分頻系數(shù) N=2023（ 176。 =176。電角度），脈沖當(dāng)量 δ = mm/脈沖，則相位增量為 δ /τ 360176。 至于一個(gè)脈沖相當(dāng)于多少相位增量，取決于脈沖 — 相位變換器中的分頻系數(shù) N和脈沖當(dāng)量。所不同的是指令脈沖相對于基準(zhǔn)脈沖為減脈沖，故指令相位 相對于基準(zhǔn)相位 滯后，同時(shí)，實(shí)際相位 相對于基準(zhǔn)相位 也為滯后，經(jīng)鑒相器比較后所得的速度指令信號為負(fù)，伺服電動機(jī)反轉(zhuǎn)，工作臺移動至指令位置。 c? 0?f? 0???f?0?c? f?0???55 圖 66 相位比較波形圖 56 圖 66 相位比較波形圖 57 (4)隨著工作臺的繼續(xù)正向移動，實(shí)際相位 超前基準(zhǔn)相位 的數(shù)值增加，當(dāng) 時(shí)，經(jīng)鑒相器 ，速度控制信號為零，伺服電動機(jī)停轉(zhuǎn)，工作臺停止在指令所要求的位置上，如圖 66d所示。 f? 0?0 c?c?f f c?c? 0?f? 0? 0???f?54 (2)有正向進(jìn)給指令， Pc+=2，在指令獲得瞬時(shí)，工作臺仍靜止，此時(shí)，指令脈沖的相位 超前基準(zhǔn)相位 ，但實(shí)際位置相位 保持不變，經(jīng)鑒相器 ，速度控制信號大于零，伺服電動機(jī)正轉(zhuǎn)，工作臺正向移動，如圖 66b所示。如(圖 66)所示為 Pc+=2時(shí)的相位比較波形圖。 si n( ) si n( 2 / )d m mu k U t k U t X? ? ? ? ?? ? ? ?2/X? ? ??fP?52 脈沖 — 相位變換器又稱脈沖調(diào)相器，作用有兩個(gè)：一是通過對基準(zhǔn)脈沖進(jìn)行分頻，產(chǎn)生基準(zhǔn)相位脈沖 ，由該脈沖形成的正、余弦勵磁繞組的勵磁電壓頻率與 頻率相同，感應(yīng)電壓 ud的相位 隨著工作臺的移動，相對于基準(zhǔn)相位 有超前或滯后；二是通過對指令脈沖 Pc+、 PC的加、減，再通過分頻產(chǎn)生相位超前或滯后于 的指令相位脈沖 。 實(shí)現(xiàn)相位比較的比較器為鑒相器 。 根據(jù)感應(yīng)同步器工作在相位工作方式時(shí)有 其中 ， 。 （ 5）將鑒相器輸出的電壓信號進(jìn)行功率和電壓放大的伺服放大器。 （ 3）檢測工作臺位移的位置檢測元件（感應(yīng)同步器）。 ?49 50 （ 1）能輸出一系列具有一定頻率的脈沖信號，為伺服系統(tǒng)提供一個(gè)相位比較基準(zhǔn)的基準(zhǔn)信號發(fā)生器。原理框圖如圖 65所示。 48 相位比較伺服系統(tǒng) 相位比較伺服系統(tǒng)的檢測元件可以是旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器或磁柵等。由于脈沖比較器具有脈沖分離功能，所以在指令脈沖和反饋脈沖不同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，脈沖比較器進(jìn)行正常的脈沖信號比較。A10輸出的負(fù)脈沖同時(shí)封鎖 A3和 A7，使指令脈沖和反饋脈沖不能通過 A3和 A7而進(jìn)入可逆計(jì)數(shù)器。如出現(xiàn)這種情況，為防止可逆計(jì)數(shù)器內(nèi)部操作因脈沖的“競爭”而產(chǎn)生誤操作，影響脈沖比較的可靠性，在指令脈沖和反饋脈沖進(jìn)入可逆計(jì)數(shù)器之前，要進(jìn)行脈沖分離。反向進(jìn)給時(shí)，反向指令脈沖 PC使可逆計(jì)數(shù)器做減法計(jì)數(shù)，反向反饋脈沖 Pf使可逆計(jì)數(shù)器做加法計(jì)數(shù)，其他過程和正向進(jìn)給相同。此時(shí)，可逆計(jì)數(shù)器的內(nèi)容就是 Pc+和 Pf+的偏差值 Pe。 44 45 可逆計(jì)數(shù)器的內(nèi)容由 0變?yōu)檎龜?shù)，其輸出經(jīng)轉(zhuǎn)換和放大后，使伺服電動機(jī)帶動工作臺正向移動。當(dāng)PC+與 PC不同時(shí)輸出時(shí)，在 A1和 A5中同一時(shí)刻只有一路有脈沖輸出， A9輸出始終是低電平。 43 在脈沖比較伺服系統(tǒng)中，只有實(shí)現(xiàn)指令脈沖 PC和反饋脈沖 Pf的比較后，才能得出位置的偏差值△ Pi，所以系統(tǒng)需要脈沖比較器。 位置指令 含義 運(yùn)算 位置反饋 含義 可逆計(jì)數(shù) 器運(yùn)算 PC+ 正向運(yùn)動指令 + Pf+ 正向位置反饋 － PC 反向運(yùn)動指令 － Pf 反向位置反饋 ＋ 表 61 PC、 Pf的定義 42 脈沖分離電路的作用是：在加 、 減脈沖先后分別到來時(shí) ， 各自按預(yù)定的要求經(jīng)加法計(jì)數(shù)端或減法計(jì)數(shù)端進(jìn)入可逆計(jì)數(shù)器 。比較器為由加減可逆計(jì)數(shù)器組成的數(shù)字脈沖比較器，其組成框圖如圖 63所示。 當(dāng)采用絕對式編碼器時(shí)，通常情況下，先將位置檢測的代碼反饋信號經(jīng)數(shù)碼－數(shù)字轉(zhuǎn)換，變成數(shù)字脈沖信號，再進(jìn)行脈沖比較。 （ 4）當(dāng) Pf+=2時(shí)， Pe=Pc+－ Pf+=2－ 2=0，則速度指令為零，伺服電動機(jī)停轉(zhuǎn)，工作臺停止在位置指令所要求的位置。 （ 2）現(xiàn)有正向指令 PC+=2，可逆計(jì)數(shù)器加 2，在工作臺尚未移動之前，反饋脈沖 Pf+=0，可逆計(jì)數(shù)器輸出 Pe=Pc+－ Pf+=2－ 0=2，經(jīng)轉(zhuǎn)換，速度指令為正，伺服電動機(jī)正轉(zhuǎn)，工作臺正向進(jìn)給。現(xiàn)設(shè)工作臺處于靜止?fàn)顟B(tài)。 37 當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)要求工作臺向一個(gè)方向進(jìn)給時(shí)，經(jīng)插補(bǔ)運(yùn)算得到一系列進(jìn)給脈沖作為指令脈沖，其數(shù)量代表了工作臺的指令進(jìn)給量，頻率代表了工作臺的進(jìn)給速度，方向代表了工作臺的進(jìn)給方向。 (4) 將比較器輸出數(shù)字信號轉(zhuǎn)變成伺服電動機(jī)模擬控制 信號的數(shù) /模轉(zhuǎn)換器。 (2) 反映機(jī)床工作臺實(shí)際位置的位置檢測器。 35 2. 脈沖比較伺服系統(tǒng)組成 圖 62是以光電編碼器為位置檢測元件的脈沖比較伺服系統(tǒng)。 脈沖比較伺服系統(tǒng)是將位置指令脈沖與檢測元件反饋脈沖在比較器進(jìn)行比較，得到位置偏差脈沖信號。脈沖比較伺服系統(tǒng)的檢測元件可以是光電脈沖編碼器或光柵。 絲杠控制器 電機(jī)驅(qū)動器動力源工作臺編碼盤34 數(shù)字脈沖比較伺服系統(tǒng) 在進(jìn)給伺服系統(tǒng)中，脈沖比較伺服系統(tǒng)應(yīng)用比較普遍。 具有反饋環(huán)節(jié)的控制系統(tǒng)具有抑制干擾的能力 ， 控制精度較高；但是反饋環(huán)節(jié)的引入增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性 ， 且增益選擇不當(dāng)時(shí)可能會導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定 。 方法：首先測量出進(jìn)給絲杠螺距誤差曲線 (規(guī)律 )，然后可采用下列兩種方法實(shí)現(xiàn)誤差補(bǔ)償：硬件補(bǔ)償、軟件補(bǔ)償。 29 傳動間隙補(bǔ)償 在整個(gè)行程范圍內(nèi)測量傳動機(jī)構(gòu)傳動間隙，取其平均值存放在數(shù)控系統(tǒng)中的間隙補(bǔ)償單元，當(dāng)進(jìn)給系統(tǒng)反向運(yùn)動時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)自動將補(bǔ)償值加到進(jìn)給指令中，從而達(dá)到補(bǔ)償目的。 minmmf60F ?? min~max mm96004800F ? min~ mm960480? ZH160008000f ~max ?28 ?提高步進(jìn)電機(jī)開環(huán)伺服系統(tǒng)傳動精度的措施 ? 影響步進(jìn)電機(jī)開環(huán)系統(tǒng)傳動精度的因素： ? 步進(jìn)電機(jī)的步距角精度； ? 機(jī)械傳動部件的精度； ? 絲桿等機(jī)械傳動部件、支承的傳動間隙； ? 傳動件和支承件的變形。 ???360ti ?26 例 1： ? = , t = mm, α= 176。／ (Zm) Z－轉(zhuǎn)子齒數(shù) m一運(yùn)行拍數(shù) 22 步進(jìn)電動機(jī)的主要性能指標(biāo) 23 24 ?步進(jìn)電機(jī)開環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 要解決的主要問題 ： ? ①動力計(jì)算 ②傳動計(jì)算 ③驅(qū)動電路設(shè)計(jì)或選擇 傳動計(jì)算選擇合適的參數(shù)以滿足脈沖當(dāng)量 ?和進(jìn)給速度 F的要求。每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過 30? (步距角 )， 一 個(gè)通電循環(huán)周期 (3拍 )轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過 90?(齒距角 )。 C39。 A CA通電 C A39。 B B39。 C39。 20 AB通電 C A39。 3. 三相雙三拍 按 AB ?BC ?CA的順序給三相繞組輪流通 電。每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過 15?（步距角）， 一 個(gè)通電循環(huán)周期 (6拍 )轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過 90? (齒距角 )。 磁極拉住 4齒，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn) 過 15?。 A B、 C相同時(shí)通電， C39。 B B39。 對齊 ,又轉(zhuǎn) 過 15?。 C39。
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